吊鉤桿的斷裂部位恰好在凹槽處,該處由于半徑較小,所以是應(yīng)力大部位,因此,凹槽處邊緣的應(yīng)力集中是引起吊鉤桿斷裂的力學(xué)原因。從材料性能看,強(qiáng)度的降低,極易在該處產(chǎn)生塑性變形,從而產(chǎn)生細(xì)微裂紋,因而強(qiáng)度不足是吊鉤桿斷裂的內(nèi)在原因。

吊鉤桿在工作過程中主要承受拉伸載荷,且是間斷性的,此種承載方式可以認(rèn)為是低周疲勞。該損傷斷裂過程為:在起吊力的作用下,凹槽處由于應(yīng)力集中,引起較大應(yīng)力,由于材料強(qiáng)度級別低,很容易產(chǎn)生局部塑性變形;塑性變形將導(dǎo)致疲勞裂紋的萌生,隨著起吊的進(jìn)行,吊鉤桿不斷經(jīng)受低周疲勞,微裂紋不斷形成并長大、連接而成為宏觀裂紋。當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定尺寸時,剩余的面積不足以承受重物的載荷,終導(dǎo)致吊桿整體斷裂。

吊鉤桿斷裂為典型的脆斷。凹槽處應(yīng)力集中,加之材料選擇不當(dāng)、強(qiáng)度級別偏低是導(dǎo)致吊鉤斷裂的主要原因。鑒于上述分析,吊鉤桿的斷裂與所用材料的強(qiáng)度、起吊方式、載荷大小以及使用頻率有關(guān)。因而建議:

(1)吊鉤在工作過程中嚴(yán)禁超載;

(2)起吊應(yīng)緩慢,避免產(chǎn)生沖擊載荷;

(3)平時注意加強(qiáng)對吊鉤桿的維護(hù),使用前或使用一段時間后,對關(guān)鍵部位進(jìn)行局部無損檢查(如著色探傷或磁粉探傷);

(4)建議改用強(qiáng)度級別高的吊鉤專用材料,如DG20Mn,或提高吊鉤額定起吊等級(由5t提高到10t)。